Exercices Solution Aqueuse Seconde (PDF + Corrigé)

📘 Rappel de cours — formules à connaître

1. Concentration en masse d'une espèce dissoute :

C_m = m / V

avec C_m en g/L, m masse du soluté en g, V volume de la solution en L.

2. Dissolution — pour préparer un volume V de solution à la concentration C_m, on calcule la masse de soluté à peser :

m = C_m × V

3. Dilution — la quantité de soluté se conserve entre solution mère et solution fille :

C_i × V_i = C_f × V_f

Le facteur de dilution F = C_i / C_f = V_f / V_i.

4. Solubilité : masse maximale de soluté que l'on peut dissoudre dans 1 L d'eau à une température donnée. Au-delà, la solution est dite saturée et un dépôt apparaît.

🧪 Verrerie utilisée

On dissout 4,5 g de chlorure de sodium (sel) dans de l'eau pour obtenir 250 mL de solution.

1. Identifier le soluté et le solvant.
2. Convertir le volume en litres.
3. Calculer la concentration en masse C_m de la solution en g/L.
4. Cette solution est-elle plus ou moins concentrée que l'eau de mer (≈ 35 g/L) ?

Un élève souhaite préparer V = 100 mL d'une solution de sulfate de cuivre de concentration en masse C_m = 20 g/L.

1. Calculer la masse m de sulfate de cuivre à peser.
2. Indiquer la verrerie nécessaire pour mesurer précisément ce volume.
3. Décrire en 3 ou 4 étapes le protocole expérimental.

On dispose d'une solution mère de glucose de concentration C_i = 50 g/L. On veut préparer V_f = 200 mL d'une solution fille de concentration C_f = 10 g/L.

1. Calculer le facteur de dilution F.
2. Calculer le volume V_i de solution mère à prélever.
3. Indiquer la verrerie utilisée pour prélever V_i et préparer V_f.
4. Rédiger le protocole de dilution.

La solubilité du sel (NaCl) dans l'eau à 20 °C est de 360 g/L.

1. On dissout 50 g de sel dans 100 mL d'eau. La solution est-elle saturée ? Justifier par un calcul.
2. Quelle masse maximale de sel peut-on dissoudre dans 250 mL d'eau à 20 °C ?
3. Que se passe-t-il si on ajoute 5 g de sel supplémentaire à une solution déjà saturée ?

Le professeur demande à Léa de préparer 500 mL d'une solution de permanganate de potassium de concentration C = 0,4 g/L à partir de poudre solide de KMnO₄.

Léa dispose au laboratoire de :

• une balance électronique (précision 0,01 g)
• une fiole jaugée de 500 mL, une de 250 mL, une de 100 mL
• une coupelle de pesée, un entonnoir, une pissette d'eau distillée
• de la poudre de KMnO₄

1. Calculer la masse de KMnO₄ à peser.
2. Choisir la fiole jaugée adaptée. Justifier.
3. Rédiger le protocole complet de préparation (5 étapes minimum).
4. Une fois la solution préparée, Léa souhaite en obtenir 50 mL à la concentration de 0,08 g/L. Décrire la dilution à effectuer (calcul + protocole).

🎯 Bilan — ce qu'il faut maîtriser

• Convertir un volume mL ↔ L (diviser ou multiplier par 1000)
• Appliquer C_m = m / V et savoir l'isoler pour obtenir m ou V
• Utiliser la conservation de la quantité de soluté en dilution : C_i·V_i = C_f·V_f
• Choisir la verrerie adaptée : fiole jaugée pour le volume final, pipette jaugée pour le prélèvement
• Reconnaître une solution saturée à partir de la solubilité

💡 Conseils méthode pour réussir

1. Toujours convertir en unités SI avant de calculer (V en L, m en g).
2. Écrire la formule littérale avant l'application numérique — c'est noté en évaluation.
3. Vérifier l'ordre de grandeur du résultat : une concentration de plusieurs centaines de g/L est suspecte (sauf solutions très concentrées).
4. Préciser l'unité dans la conclusion : « C_m = 18 g/L ».
5. Pour la dilution, retenir : on prélève peu de mère, on complète avec de l'eau jusqu'au trait de jauge.